JP6374886B2 - 自動的に磁性体を認識する方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動的に磁性体を認識するための方法と、装置に関する。本発明は、この方法を実施するための情報記憶媒体にも関する。

ここで、「磁性体」は、磁性材料からなる１以上の複数の磁気部品を含む物体を表す。同一の磁気部品は、一般的に、磁性材料の単一ブロックである。磁性材料は、磁性体を自動的に認識するための装置で測定することができる磁気特性を示す材料である。

自動的に物体を認識可能とすることが望まれる多くの状況がある。例えば、ロボットなどの機械の動作を変更するために、または自動的に認識された対象物に応じてアクションを開始するために、これは有望である。さらに、多くの物体は、すでに磁性部品を含んでいる。任意の物体のために、例えば、永久磁石のような磁気部品を追加することも非常に容易である。

先行技術は、ＵＳ６８４１９９４Ｂ１およびＦＲ２９５２４５０Ａ１が知られている。

本発明の主題は、従って、自動的に磁性物体を認識するための請求項１に記載の方法である。

遠く離れた磁性体の磁性部品との間の最大の間隔よりも小さい距離によって互いに分離されて並んでいる複数の磁力計の使用は、この物体の非常に正確な磁気シグネチャを測定することを可能とする。この方法は、これにより、磁性体を認識するために特に効果的である、なぜなら、それは、互いに似ている磁性体を区別することができるからである。例えば、この方法は、ｉＰｈｏｎｅ４（登録商標）の電話からｉＰｈｏｎｅ５（登録商標）電話機をこれらの携帯電話に何の変更をすること無く認識し、区別することを可能とすることを実験結果が示している。

この方法の実施形態は、従属請求項の特徴の１個以上を含むことができる。

この方法のこれらの実施形態は、以下の利点を有する。
・上記で定義された距離ｄ_ｍａｘよりも短い距離、好ましくは５０ｃｍ未満、での磁性体の保持は、非常に有意に磁性体の認識を向上させることができ、
・偏差Ｅの最小値を見つけるためのシグネチャＳ_ｍまたはＳ_Ｒｅｆの回転または変換は、
既知の物体のシグネチャが記録された予め決定された位置から比較して、認識されるべき磁性体の位置の誤差に対して認識方法をより堅牢にし、
・直近で連続した２個の磁力計の間の一定距離が磁性体の他の一方から離れている２個の磁性部品の間の最大の間隔よりも小さい磁力計の配列を使用することは、ステップｃ）における測定精度およびこれによる磁性体の認識をさらに向上させることができ、
・少なくとも２個の非平行な方向に沿って割り当てられた磁力計の配列を使用することは、磁性体の認識を向上させることができる。

本発明の別の主題は、請求項８に記載の情報記憶媒体である。

本発明の別の主題は、請求項９に記載の磁性体を認識するための装置である。

本発明は、以下の説明を読んだ上で、非限定的な例として、また、図面を参照しながら純粋に与えられ、より良く理解されるであろう。
図１は、認識される対象と自動的に磁性体を認識するための装置を含む識別システムの概略図である。 図２は、図１のシステムの認識装置で使用される磁力計の配列の回路図を部分的に図示したものである。 図３は、図１のシステムの認識装置で使用されるデータベースの概略図である。 図４は、図１のシステムを用いた磁性体を自動的に認識するための方法のフロー図である。

これらの図において、同一の参照番号は同一の要素を示すために使用される。

以下、この明細書では、当業者に周知の特徴および機能は、詳細に説明しない。

図１は、識別システム２を表す。システム２は、認識される磁性体４と自動的に磁性体を認識するための装置６と、を備えている。

典型的に、磁性体４は、人間の手で直接移動することができる。このため、磁性体４は、一般的に、１０ｋｇ未満、好ましくは１ｋｇ、または２５０ｇ未満の重さである。例えば、それを可能とするために、磁性体４の大きさは、ユーザの片手で掴めて移動できるように十分に小さい。

磁性体４は、すなわち磁性体材料でできた少なくとも１個の磁気部品を含む。この磁気部品は、地球磁界の磁力線を歪ませることが可能である。ここでは、磁性材料は、他と異なる静的な比透磁率μ_ｒを持っている。好ましくは、それは、強磁性体またはフェリ磁性体である。

磁性体は、単一の磁気部品または、反対に、互いに固定された複数の異なる磁性部品を含めることができる。別の磁性部品は、自由度なしで、または、逆に、１以上の自由度で、機械的に互いに固定することができる。これらの磁性部品の各々は、磁化されることができ、したがって、地球の磁界のような唯一の外部磁界の存在下で、非ゼロの磁気モーメントを示し、または、逆に永久磁化を示す。永久磁化された磁性部品はまた、永久磁石と呼ばれる。永久磁石は、さらに、外部磁界が存在しない場合に非ゼロの磁気モーメントを示す。典型的には、永久磁石は、１００Ａ．ｍ^−１または５００Ａ．ｍ^−１を超える保磁界を有する磁性材料から作られている。この永久磁石の強度は０．０１Ａ．ｍ^２または０．１Ａ．ｍ^２よりも大きくすることができる。磁性体が複数の永久磁石を含む場合、これらの永久磁石の強度の比が１０または５未満であること、有利には、２または１．５未満または１に等しいことがさらに好ましい。

ここで、磁性体４は、相対的に互いに不動の２個の磁性部品１０と１２を本質的に備えている。例えば、１の自由度もなく磁性体４の同じフレームに固定されている。ここで、フレームは、非磁性材料で形成されている。非磁性材料は、装置６によって測定することができる任意の磁気特性を示さない

磁性部品１０と１２は、磁性体４に固定されており、部品１０および１２に対応した磁気双極子間の相対距離および、これらの磁気モーメント間の角度が一定である。同様に、本実施形態では、磁性体４の磁気部品及びこれらの部品の磁気モーメントの数が一定であると仮定されている。

ここで、磁性体４は、携帯電話である。携帯電話の場合には、それぞれ、マイクと電話のスピーカーによって２個の磁気部品１０及び１２が形成されている。実際には、これらの部品は、永久磁石を含む。

装置６は、磁性体４の存在によって歪められる地球の磁界を測定することが可能である。この目的のために、装置６は、Ｎ個の三軸磁力計Ｍ_ｉｊの配列を含む。図１において、縦の波線は、装置６の一部が示されていないことを示す。

一般的に、Ｎは、５より大きく、好ましくは、１６または３２以上である。ここで、Ｎは、６４以上である。

本実施の形態では、磁力計Ｍ_ｉｊは、マトリックスを形成する行と列に整列される。ここで、この行列は、８行８列を含む。インデックスｉとｊは、磁力計Ｍ_ｉｊが配置されたこの行列の交差点でそれぞれこの行列の行と列を識別する。図１では、行ｉの磁力Ｍ_ｉ１、Ｍ_ｉ２、Ｍ_ｉ３、Ｍ_ｉ４およびＭ_ｉ８のみが示されている。互いに関係する磁力計の位置Ｍ_ｉｊは、図２を参照してより詳細に記載されている。

各磁力計Ｍ_ｉｊは、他の磁力計に対して自由度が無く固定されている。この目的を達成するために、磁力計Ｍ_ｉｊは、水平な剛性板２０の裏面２２上に自由度が無く固定されている。この剛性板は、磁性体４に対向した前の面２４を有する。剛性板２０は、剛体の非磁性材料から形成されている。例えば、剛性板２０は、ガラスから形成されている。

好ましくは、剛性板２０は、その前面に磁性体４の配置において支援するための装置２６を備えている。この装置２６は、磁力計Ｍ_ｉｊに対して所定の位置で、ユーザーが磁性体４を配置し、保持するために役立つ。装置２６は、例えば、物体のテンプレートである。このテンプレートは、磁性体４の輪郭または磁性体４のくり抜かれた形の面２４上で図面を含んでいる。

各磁力計Ｍ_ｉｊは、磁性体４によって生成された、または乱された磁界の方向と振幅を測定する。そのため、それぞれの磁力計Ｍ_ｉｊは、この磁力計Ｍ_ｉｊでの３個の測定軸上で磁界の正射影の基準を測定する。ここで、これら３個の測定軸は互いに直交している。例えば、磁力計Ｍ_ｉｊのそれぞれの測定軸は、それぞれ、直交する参照フレームＸＹＺの方向Ｘ、Ｙ及びＺに平行である。参照フレームＸＹＺは装置６に自由度が無く固定されている。ここで、方向Ｘ及びＹは、水平であり、Ｚ方向は垂直である。ここで、Ｂ_ｉｊは、座標測定値ｘ_ｉｊ、ｙ_ｉｊとｚ_ｉｊによって形成されるベクトルを示し、ここで、ｘ_ｉｊ、ｙ_ｉｊとｚ_ｉｊは磁力計Ｍ_ｉｊの測定であり、その測定は、それぞれのｘ、ｙ、ｚの方向に平行である。

磁力計Ｍ_ｉｊの感度は、例えば４＊１０^−７Ｔ以下である。

各磁力計Ｍ_ｉｊは、情報伝達バス２８を介して処理部３０に接続されている。

処理部３０は、図４の方法を実施するのに適している。特に、磁力計Ｍ_ｉｊの測定から、既知の物体の磁気シグネチャのデータベース３６と比較して、ユニット３０は装置６の前方に提示された磁性体を認識することができる。このデータベース３６は、図３を参照してより詳細に説明される。この目的を達成するために、ユニット３０は、情報記憶媒体上に格納された命令を実行するための適切なプログラム可能な電子計算機３２を含む。ユニット３０は、したがって、図４の方法のコンピュータ３２によって実行するために必要な命令を有するメモリ３４を含む。データベース３６は、メモリ３４に格納される。

図２は、装置６の磁力計Ｍ_ｉｊのいくつかを表している。これらの磁力計Ｍ_ｉｊは、方向Ｘに平行な行ｉに配列されている。これらの磁力計はまた、マトリックスを形成するＹ方向に平行な列ｊに配列されている。行ｉ及び列ｊは昇順インデックス順に配置されている。

磁力計の配列によって占められる表面積は、典型的には１００ｍ^２未満であり、好ましくは、５ｍ^２または１ｍ^２または５０ｃｍ^２未満である。

磁力計Ｍ_ｉｊの中心は、行ｉ及び列ｊの交差点に位置している。磁力計の中心は、磁界がこの磁力計によって測定される点に対応する。ここで、インデックスｉおよびｊは、［１；８］の範囲に属している。

行ｉに沿っている直近の連続した２個の磁力計Ｍ_ｉｊとＭ_{ｉ，ｊ＋１}の中心は、既知の距離ｄ_ｉ，ｊ，_ｊ＋１で分離されている。同様に、同じ列ｊに沿っている直近で連続したに２個の磁力計Ｍ_ｉｊとＭ_{ｉ，ｊ＋１}の中心は、既知の距離のｄ_ｊ，ｉ，_ｉ＋１で分離されている。

ここで説明するこの特定のケースでは、どのような行ｉであっても距離ｄ_ｉ，ｊ，_ｊ＋１は同じである。この距離は、したがって、ｄ_ｊで示されている。同様に、どのような列ｊであっても、２個の磁力計の間の距離ｄ_ｊ，ｉ，_ｉ＋１は同じである。この距離は、したがって、ｄ_ｉで示されている。

ここで、距離ｄ_ｉと距離ｄ_ｊは、両方ともｄに等しい。

距離ｄは、互いに遠くから認識される磁性体の磁性部品間の最大の離間より小さいそして、より好ましくは少なくとも半分より小さい。ここで、この距離ｄは、従って部品１０と１２を分離する最短距離よりも小さい。

典型的には、距離ｄは、以下の場合、１〜４センチである：
・認識される物体に含まれる可能性が高い、各永久磁石の強度は、２Ａ．ｍ^２未満、又は１Ａ．ｍ^２または０．５Ａ．ｍ^２、好ましくは、０．１Ａ．ｍ^２または０．２Ａ．ｍ^２より大きい
・磁力計の感度は４＊１０^−７Ｔである
・磁力計Ｍ_ｉｊの数は６４である。

図３は、より詳細データベース３６を表している。このデータベース３６は、いくつかの既知の磁性体の磁気署名シグネチャが含まれている。ここでは、表の形式で表されている。

既知の各物体について、データベース３６は、欄４０で、この既知の物体の識別子「Ｒｅｆ」を含む。識別子「Ｒｅｆ」は、データベース３６に格納されているすべての既知のオブジェクトから独自にこの既知の物体を識別する。各識別子「Ｒｅｆ」は、この既知の物体の予め記憶された磁気シグネチャＳ_Ｒｅｆを有するデータベース３６によって関連付けられる。署名Ｓ_Ｒｅｆは、欄４４に含まれている。

物体の磁気シグネチャは、データベース３６に索引付けされたすべての既知のオブジェクトから、この物体を識別することが可能となる特徴的な特性を含む。ここで、それは、磁力計Ｍ_ｉｊのそれぞれによって同時に測定されたベクトルのｂ_ｉｊの集合を含む。物体の磁気シグネチャは、したがって、以下のベクトルの集合である：｛ｂ_１１，ｂ_１２，…，ｂ_ｉｊ，ｂ_{ｉ，ｊ＋１}，…，ｂ_{ｉ＋１，ｊ}，ｂ_{ｉ＋１，ｊ＋１}，…，ｂ_Ｎ，Ｎ｝。以下、ベクトルと、認識される物体の署名に含まれているこれらのものからの既知の物体「Ｒｅｆ」のシグネチャに含まれる測定値とを区別するために、磁力計Ｍ_ｉｊの識別子「ｉｊ」は、ベクトルの場合はインデックス「Ｒｅｆ」に続いており、そして測定値は、シグネチャＳ_Ｒｅｆに含まれている。逆に、磁力計Ｍ_ｉｊの識別子「ｉｊ」は、認識される物体のシグネチャＳ_ｍに含まれているベクトルと測定値の場合に、インデックス”ｍ”が続いている。したがって、これらの表記で、ベクトルｂ_{ｉｊ，Ｒｅｆ}と測定値ｘ_{ｉｊ，ｒｅｆ}は、それぞれ、磁力計Ｍ_ｉｊから得られたベクトルｂ_ｉｊと測定値ｘ_ｉｊを示し、シグネチャＳ_Ｒｅｆに含まれている。ベクトルｂ_ｉｊ，ｍおよび測定値ｘ_ｉｊ，ｍは、それぞれ、磁力計Ｍ_ｉｊから得られたベクトルｂ_ｉｊと測定値ｘ_ｉｊを示し、シグネチャＳ_ｍに含まれている。

図４の方法を参照し、システム２の動作を説明する。

この方法は、いくつかの既知の磁性体の磁気シグネチャＳ_Ｒｅｆをデータベース３６に格納する段階７０で始まり、これらのシグネチャのそれぞれと既知の物体の識別子を関連付ける。

そのため、例えば、ステップ７２で、所定の位置で既知の物体が面２４の前に配置されており、次のステップを通じてこの位置に不動に保持される。所定の位置は、このような方法で選択され、その位置では、少なくとも４つの磁力計Ｍ_ｉｊと既知の物体との間の最短距離は、ｄ_ｍａｘ未満である。ｄ_ｍａｘは［μ_０ｍ／４πσ１０^{（ＳＮＲ／２０）}］^１／３に等しい。ここで、
・σは、磁力計のノイズの標準偏差であり、
・μ_０は真空の透磁率であり、
・ｍは磁性体の磁気モーメントであり、
・ＳＮＲは６．０２ｄｂに等しい定数である。

典型的に、認識される物体のために、ｄ_ｍａｘは、５０ｃｍまたは３０ｃｍ以下である。

本目的を達成するために、既知の物体は、デバイス２６のテンプレートに配置される。例えば、それは、単に重力によってこのテンプレートに不動に保持される。

次に、ステップ７４で、磁力計Ｍ_ｉｊは、既知の物体の存在下で同時に磁界を測定する。好ましくは、各磁力計Ｍ_ｉｊのためのいくつかの測定値を得るために、ステップ７４は、例えば１０または５０回より多く何回か繰り返される。そして、これは、後の工程で処理される各磁力計Ｍ_ｉｊのためのこれらの測定値の平均値である。それにより、測定値のノイズの一部をフィルタリングすることができる。ステップ７４は、典型的には、１秒未満継続する。

ステップ７６では、ユニット３０は、ステップ７４で行われた測定から既知の物体の磁気シグネチャＳ_Ｒｅｆを構築する。このシグネチャＳ_Ｒｅｆは、すべての磁力計Ｍ_ｉｊによってステップ７４で測定されたベクトルｂ_{ｉｊ，Ｒｅｆ}の集合を特に含む。

ステップ７８で、シグネチャＳ_Ｒｅｆは、既知の物体の識別子「Ｒｅｆ」に関連するデータベース３６に格納される。

ステップ７２から７８は、その後、データベース３６に追加するため、互いに異なる多数の既知の物体について繰り返される。ステップ７２〜７８は、同一であるが磁力計Ｍ_ｉｊに対して異なる位置に配置された既知のオブジェクトに対して繰り返され得る。実際には、デバイス２６の存在が磁力計Ｍ_ｉｊに対する物体の可能な位置の数を制限するが、必ずしも同じ物体に対していくつかの所定の位置を禁止するものではない。例えば、携帯電話の場合は、その画面は、面２４に向かっている、または面２４から背けて、後者はテンプレートの内側に配置することができる。また、それは、そのマイクが左側または右側に位置している、テンプレートに配置することができる。このように、テンプレートは、携帯電話のための４個の所定の位置を割り当てる。しかしながら、既知の物体の可能な各所定の位置のシグネチャＳ_Ｒｅｆを格納するためにそれは必ずしも必要ではない。実際には、以下に説明するように、それは、後者が同一の所定の位置に正確に配置されていない場合であってもシグネチャＳ_Ｒｅｆを記録していたように、オブジェクトを認識することができる。

例として、次の物体のシグネチャは、段階７０内でデータベース３６に格納される。
・磁性体４
・磁性体４以外のブランドの携帯電話
・ステープラー
・ネジ回し
・少なくとも１つの永久磁石が取り付けられたペン
・ペンの磁石よりも大きい強度の永久磁石が取り付けられたブラシ
・電球、そして、
・ラップトップコンピュータ

データベース３６は、既知のオブジェクトのいくつかの磁気シグネチャを追加後、未知の物体の自動認識の段階１００が行われ得る。未知の物体は、段階７０でそのシグネチャが保存された物体から選択される。続いて、この未知の物体が磁性体４であると仮定する。

それが面２４の前方に配置されている未知のオブジェクトであることを除いて、段階１００は、それぞれ、７２から７６のステップに同一で１０２から１０６の３個のステップで始まる。ステップ１０６の終わりにおいて、それが得られた磁性体４のシグネチャＳ_ｍである。

ステップ１０８で、ユニット３０は、データベース３６に予め記憶されたシグネチャＳ_ｍ及びシグネチャＳ_Ｒｅｆとの偏差Ｅを計算する。偏差Ｅは、シグネチャＳ_ｍとＳ_Ｒｅｆとの間の類似性を表す。ここで、この類似性が大きくなると、偏差Ｅは小さくなる。

本実施の形態では、以下のステップは、ユニット３０とマトリクス画像によって構成された磁気シグネチャの間に存在する類推に基づいている。このため、各磁気シグネチャは、マトリクスイメージのフォーマットでファイルに格納されている。例えば、使用されるフォーマットは、用語「ビットマップ」で知られるフォーマットである。そのため、各磁力計Ｍ_ｉｊは、「カラー」と同等のものを測定することができるセンサになぞらえている。ここで「カラー」は、磁力計Ｍ_ｉｊの測定値ｘ_ｉｊ、ｙ_ｉｊとｚ_ｉｊである。すなわち：
・参照フレームＸ、Ｙ、Ｚにおける磁力計Ｍ_ｉｊの位置を特定するインデックスｉｊは、画像内のピクセルの位置に対応し、そして
・磁力計Ｍ_ｉｊの測定値ｘ_ｉｊ、ｙ_ｉｊとｚ_ｉｊは、例えばＲＧＢ（赤、緑、青）コーディングでピクセルの色をコード化する。

ここで、インデックス「ｉｊ」の各ペアは、参照フレームＸＹＺにおける磁力計Ｍ_ｉｊの座標ａ_ｉｊ、ｂ_ｉｊおよびｃ_ｉｊに関連付けられている。

続いて、行列の画像フォーマットの磁気シグネチャを含む各ファイルは、「磁気イメージ」と呼ばれている。署名のＳ_ｍまたはＳ_Ｒｅｆを含むファイルが、それぞれ、画像Ｉ_ｍとＩ_Ｒｅｆによって指定されている。これらのファイルで、各画素Ｐ_ｉｊは、それぞれの磁力計Ｍ_ｉｊに対応している。シグネチャＳ_ｍ及びＳ_Ｒｅｆがマトリクス画像の形式で格納された瞬間から、それはファイルＩ_ｍとＩ_Ｒｅｆとの間、そして、シグネチャＳ_ｍとＳ_Ｒｅｆとの間、また、これらのシグネチャ間の最小偏差Ｅの相関を計算するために画像処理で使用されるものと同様の既知のアルゴリズムを使用することが可能となる。これらのアルゴリズムは、したがって、ここでは詳細には説明されない。

例えば、ユニット３０は、偏差Ｅの値を最小化する変換された画像を得るために画像Ｉ_ｍに対して変換を適用する。一般的に、この変換は、並進および回転からなる。例えば、並進は、画像Ｉ_ｍの各画素がＸＹ平面に平行である並進に適用される。回転は、画像Ｉ_ｍがＺ方向に平行な軸についての回転である、またはＸＹ平面に属する軸に対して１８０°の回転である画素に適用される。

偏差Ｅは、例えば、次の式のいずれかを使用して計算される

ステップ１０８の終わりで、偏差Ｅの値は、このずれを最小限に抑えることができる画像Ｉ_ｍの変換で得られた値である。シグネチャＳ_ｍとＳ_Ｒｅｆとの最高の相関の変換を発見することを可能にするアルゴリズムを使用することは、認識方法を磁性体４の位置決めとシグネチャＳ_Ｒｅｆが格納された所定の位置と比較した誤差に関連して堅牢にする。

次に、ステップ１１０で、偏差Ｅが所定の閾値Ｌ_１と比較される。偏差Ｅが閾値Ｌ_１よりも大きい場合、ステップ１０８および１１０は、新しいシグネチャＳ_Ｒｅｆで繰り返される。しかし、もしステップ１０８と１１０が、データベース３６に含まれているすべてのシグネチャＳ_ｒｅｆのためにすでに実行されており、磁性体４なしで認識されることができていた場合、手順は停止され、ユニット３０は、その磁性体４が認識されていないことを示す。

誤差Ｅが閾値Ｌ_１よりも小さい場合、磁性体４は、既知の物体「Ｒｅｆ」に相当する。応答において、ステップ１１２で、ユニット３０は、対象物４の認識に応答する特定の操作を実行する責任を負うソフトウェアモジュールにこの情報を伝達する。例えば、このソフトウェアモジュールは、ヒューマン・マシン・インタフェースを介して人間に認識された物体の識別子「Ｒｅｆ」を伝達する。このソフトウェアモジュールは、この物体の認識に応じて、自動的に動作をトリガすることができる。例えば、外部の電子周辺機器の制御等である。

多くの他の実施形態が可能である。例えば、認識される物体の磁性部品は、この物体の操作に携わり得る。それらは、例えば、磁気部品がスピーカおよび携帯電話のマイクロフォンの永久磁石である場合である。しかし、磁性部品は、装置６により認識されることを可能にするために、認識される物体に追加することができる。例えば、別の永久磁石は、鉛筆や消しゴムのように、通常磁気部分がない器具に加えられる。装置６は、それらを認識することができる。

磁力計は、３個以上の測定軸を有することができる。しかし、磁力計が３個以上の測定軸を有する場合であっても、それは、少なくとも３個の非共線の測定軸を備えているため、この磁力計はここにも「三軸」磁力計として認定されている。

磁力計の間の距離は既知である必要はない。磁性体の認識を実現することができるようにするために、それは一定であることで十分である。

磁力計Ｍ_ｉｊは、必ずしも同一平面上に配置されている必要はない。変形例として、磁力計は、三次元空間に配置されている。この空間には、各磁力計の位置は、予め定義された座標ａ_ｉｊ，ｂ_ｉｊによって識別され、加えて、参照フレームＸ、Ｙ、Ｚの方向Ｚに沿った座標ｃ_ｉｊによって識別される。この変形例では、座標ｃ_ｉｊの値は、すべての磁力計のために同じではない。逆に、非常に簡略化された場合は、配列された磁力計の全ては、同一の直線軸に沿って整列されている。

変形例として、認識される磁性体の位置決めを補助するための装置２６が省略されている。逆に、別の実施形態では、この装置２６は、より効率的な補助装置で置き換えることができ、例えば、認識される物体が、同じ物体の磁気シグネチャＳ_Ｒｅｆが既にデータベース３６に記憶されている予め定義された所定の位置のうちの１つに位置付けられるように、機械的偏極子を含む。

記憶段階７０は、異なるように行うことができる。例えば、署名Ｓ_Ｒｅｆは、装置６以外の装置によって供給される測定値から構成されている。この場合、他の装置は、磁力計Ｍ_ｉｊに同じマトリックスを含む。

この変形例として、物体の磁気シグネチャは、例えば、周囲の雑音のレベルよりも数倍大きい振幅が所定の閾値を超えたベクトルｂ_ｉｊを含む。

物体の磁気シグネチャは、その使用状況に応じて変更することができる。例えば、物体の磁気モーメントの１の振幅は、物体４が稼動状態あるいは電源が入っている状態そして、物体４に電源が入っていない状態あるいは非稼働状態との間で時間の経過とともに変化してもよい。この場合、一の解決策は、データベース３６内に、物体がオンの時に第１の磁気シグネチャを、オフの時に第２のシグネチャを格納することである。したがって、物体の認識に加えて、これはまた、オフであるかオンであるかを示すことが可能となる。

磁力計の測定値は、第一段階で記憶することができる。次に、ステップ７６、７８または１０４から１１２は、磁性体がもはや磁力計の配列の面２４の前方に存在しない時の後に実施される。同様に、図４の方法の実行は、いくつかの電子計算機上に分散することができる。例えば、ステップ１０８から１１２は、ステップ１０２から１０６のみを実行するコンピュータとは別のプログラム可能な電子計算機によって実行される。処理部３０は、これらのすべてのコンピュータを含む。

ステップ１０８は、異なるように実施され得る。例えば画像Ｉ_Ｒｅｆは変換され、画像Ｉ_ｍは変換されない。

認識される磁性体が常にシグネチャＳ_Ｒｅｆがデータベース３６に格納されている所定の位置のいずれかに配置されている場合、ステップ１０８は簡略化され得る。この場合、画像Ｉ_Ｒｅｆに画像Ｉ_ｍを最適に適合させることを試みること無く（１）、（２）あるいは（３）の関係を使用して偏差Ｅの値を計算することにより、そのまま続行することが可能である。

変形例として、認識結果のフィルタリングを追加することができる。そのために、段階１００は、同一の物体を認識するために複数回繰り返される。ステップ１１２において、物体は、ステップ１００の反復の５０％または８０％以上の終わりに、同一の物体が認識された場合にのみ認識されると考えられる。

閾値Ｌ_１の値は、前のステップの結果によらず一定とされ得る、あるいは、逆に、ステップ１０８および１１０の前の反復の関数として予め決定される。例えば、閾値Ｌ_１の値は、偏差Ｅの値が閾値Ｌ_１よりも小さくなる毎に、偏差Ｅの値によって置き換えられる。この場合、体系的に認識されている物体は、偏差Ｅの値が最小値であるものに相当する。

Claims (10)

1. 自動的に磁性体を認識するための方法であって、
   ａ）これらの磁力計のそれぞれの間で一定距離を維持するため自由度がなく相互に機械的に接続されたＮ個の三軸磁力計（Ｍ_ｉｊ）を有する磁力計の配列の前に不動に保持（１０２）された磁性体であり、ここで、Ｎは５以上の整数であり、直近の連続した２個の磁力計の間の前記一定距離は、互いに遠くに離れる前記磁性体の磁気部品の間の最大の間隔よりも少なくとも小さく、
   ｂ）前記磁性体が前記磁力計の配列の前に不動に保持されたときに、各座標のベクトルｂ_ｉ，ｍの各磁力計による測定（１０４）は、各前記磁力計のそれぞれの測定軸に投影した磁界の値を表しており、前記磁力計の配列によって同時に測定されたベクトルｂ_ｉ，ｍの集合は、測定されたこの磁性体の磁気シグネチャＳ_ｍを形成し、ここでインデックス「ｉ」は前記磁力計の識別子であり、
   ｃ）前記ステップｂ）で測定された前記磁気シグネチャＳ_ｍと既知の磁性体の予め記録された磁気シグネチャＳ_Ｒｅｆとの間の偏差Ｅの計算（１０８）と、
   ｄ）前記偏差Ｅがこの所定の閾値以下である場合、所定の閾値と、前記磁性体の認識（１１２）とに対して、前記ステップｃ）で計算された前記偏差Ｅの比較（１１０）をし、そして、そうでない場合は、この磁性体の認識の欠如である、
   ことを含むことを特徴とする、自動的に磁性体を認識するための方法。
2. 前記ステップａ）において、磁力計の前記配列の少なくとも４個の磁力計のために、これらの磁力計と磁性体との間の最短距離は、ｄ_ｍａｘ未満であり、ｄ_ｍａｘは、［μ_０ｍ／４πσ１０^{（ＳＮＲ／２０）}］^１／３に等しく、
   ・σは、前記磁力計のノイズの標準偏差であり、
   ・μ_０は真空の透磁率であり、
   ・ｍは前記磁性体の磁気モーメントであり、
   ・ＳＮＲは６．０２ｄｂに等しい定数である、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップａ）において、前記磁力計の前記配列の少なくとも４つの磁力計について、これらの磁力計と前記磁性体との間の前記最短距離は５０ｃｍ未満である、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記方法は、既知の前記物体が前記磁力計の配列の前の所定の位置に不動に保持されたときに、前記磁力計の配列へ参照フレームＸＹＺに自由度なしで固定された磁力計「ｉ」の位置の同じ座標ａ_ｉ，ｂ_ｉ，ｃ_ｉの、予め記録された前記磁気シグネチャの各ベクトルｂ_ｉ，ｍと各ベクトルｂ_{ｉ，Ｒｅｆ}の関連付け（１０８）を備え、前記ベクトルｂ_{ｉ，Ｒｅｆ}は、前記ステップｂ）で前記磁力計ｉによって、測定される前記ベクトルに対応しており、および、
   前記ステップｃ）は、変換および回転またはこれらのいずれか一方によって、前記ベクトルｂ_ｉ，ｍあるいはｂ_{ｉ，Ｒｅｆ}のこのシグネチャにそれぞれに関連付けられた、座標ａ_ｉ，ｂ_ｉ，ｃ_ｉに適用される予め測定されたＳ_ｍ及びＳ_Ｒｅｆ磁気シグネチャから選択された前記磁気シグネチャの１個の変換を含み、変換された磁気シグネチャＳ_ｔを得るために、前記測定されたＳ_ｍと予め記憶されたＳ_Ｒｅｆ磁気シグネチャから選択されたこのシグネチャＳ_ｔと選択された他の前記磁気シグネチャの間の前記偏差を最小限にし、前記ステップｃ）の最後に計算された前記偏差Ｅの値は、前記磁気シグネチャのＳ_ｍまたはＳ_Ｒｅｆに変換を適用した後に得られた最小値に等しくなるように決められる、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記ステップｃ）において、前記磁力計ｉによって、前記磁力計の配列の前の所定の位置にこの既知の物体が不動に保持される場合に、予め記録された前記磁気シグネチャのベクトルｂ_ｉ，ｍの座標およびベクトルｂ_{ｉ，Ｒｅｆ}の座標の間で、前記ベクトルｂ_{ｉ，Ｒｅｆ}は、前記ステップｂ）で測定される前記ベクトルに対応し、前記偏差Ｅは、それぞれの磁力計における差から計算される、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記ステップａ）において、前記磁性体は、前記磁力計の配列の前の所定の位置に保持されており（１０２）、直近の連続した２個の磁力計の間の前記一定距離は、他の部品から離れている前記磁性体の２個の前記磁性部品の間の最大の間隔より少なくとも半分より小さい、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記磁力計の配列は、少なくとも２個の非平行な方向に沿って分布した磁力計を含む、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 請求項１から７に記載の認識する方法の前記ステップｃ）およびｄ）を実行するための命令を含み、これらの命令がコンピュータによって実行されることを特徴とする、
   情報記憶媒体。
9. 磁性体を認識するための装置であって、
   ・磁力計の間に一定の距離を維持するために自由度がなく相互に機械的に接続されたＮ個の三軸磁力計（Ｍ_ｉｊ）を有する磁力計の配列を備え、ここで、Ｎは５以上の整数であり、各磁力計は、各座標が磁力計の測定軸に投影された磁界の値を表すベクトルｂ_ｉ，ｍを測定するのに適しており、前記磁力計の配列によって同時に測定されたベクトルｂ_ｉ，ｍの集合は、この磁性体の測定された磁気シグネチャＳ_ｍ形成し、ここで、インデックス「ｉ」は磁力計の識別子であり、
   ・処理部は、
   ・測定された磁気シグネチャＳｍと既知の前記磁性体の予め記録された磁気シグネチャＳ_Ｒｅｆとの間の偏差Ｅを計算し、
   ・計算された前記偏差Ｅと所定の閾値とを比較し、前記偏差Ｅがこの所定の閾値以下である場合に前記磁性体を認識し、そうでない場合は、前記磁性体を認識しないようにプログラムされている、装置。
10. 所定の位置に前記磁性体を保持するための手段（２６）を備え、この手段は、前記磁力計（Ｍ _ｉｊ ）に対して所定の位置で、ユーザーが前記磁性体を配置し、保持するようにする、
    請求項９に記載の装置。